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La prevalencia de sobrepeso y obesidad se ha incrementado dramáticamente en todo el mundo, convirtiéndose en un problema de salud pública que aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades crónicas no transmisibles (ECNT)1,2. Un adecuado control del peso corporal se asocia a una reducción de factores de riesgo como hipertensión arterial, diabetes mellitus tipo 2 y dislipidemia3. Diversos estudios e instituciones ligadas a la salud, como la Organización Mundial de la Salud y los National Institutes of Health han sugerido que la pérdida de aproximadamente 10% del peso corporal en adultos con sobrepeso/ obesidad puede disminuir el riesgo de mortalidad asociada a enfermedades metabólicas e incrementar su calidad de vida4-6. En general, el sobrepeso/obesidad también está asociado a un estado inflamatorio crónico leve, el cual es una de las causas del desarrollo de resistencia a la insulina en el músculo esquelético7. Sin embargo, paradójicamente, no todos los sujetos con sobrepeso/obesidad presentan riesgos metabólicos y cardiovasculares, y se ha estimado que aproximadamente 20-30% de esta población es “metabólicamente sana”8-10. No obstante, esta población presenta daño vascular11, y a largo plazo (≥ 10 años) poseen mayor riesgo de contraer todas las causas y eventos de mortalidad metabólica y cardiovascular12.
Las estrategias no farmacológicas más utilizadas para el control del peso corporal son la restricción calórica y el ejercicio físico13-15. La restricción calórica es una intervención dietaria baja en calorías (reducción de aproximadamente 10-30% en relación a las necesidades diarias) pero que mantiene los requerimientos o necesidades nutricionales16. El ejercicio físico (EF) es un tipo de actividad motora planificada, estructurada y repetitiva que tiene un objetivo en particular17, sin embargo, su efecto en la disminución del peso corporal aún no está del todo claro. En este sentido, se ha mostrado que cuando el EF es utilizado sin una restricción calórica, los efectos en la disminución del peso corporal son modestos, en comparación a la combinación de ambas modalidades terapéuticas18. El bajo impacto que tiene el ejercicio per se en el peso corporal podría deberse a que este último es regulado por múltiples factores, lo que se muestra en la Figura 1 y que plantea la complejidad asociada al desarrollo de la obesidad.
Figura 1 Representación esquemática de los múltiples factores que pueden influir en la prevención, desarrollo o tratamiento de la obesidad. TA: tejido adiposo; MLG: masa libre de grasa; GET: gasto energético total; GEE: gasto energético por ejercicio; GEANE: gasto energético por actividades que no son ejercicio; ETA: efecto térmico de los alimentos; GMR: gasto metabólico de reposo; PSE: percepción subjetiva del esfuerzo.
A pesar que la disminución del peso corporal está fuertemente ligado a un proceso de gasto de energía, la etiología es compleja y aún en proceso de estudio. Además, el concepto de balance energético (e.g., balance energético = ingesta de energía-gasto de energía), si bien es un componente importante a tener en cuenta en pacientes con sobrepeso/obesidad, entendemos que es sólo una mirada simplista al problema y no entrega una solución integral (Figura 1). Un balance energético negativo generado sólo por el EF no responde a las expectativas de disminución del peso corporal, lo que se suma a los tiempos prolongados (6-12 meses) de espera para obtener cambios significativos de esta variable19. Así, el efecto del EF respecto a la disminución del peso corporal en esta población es ambiguo, modesto y de difícil pronóstico. Una revisión sistemática y metaanálisis de 14 estudios clínicos controlados donde se incluyeron 1.847 pacientes obesos, mostró que el EF, per se, no disminuía significativamente el peso corporal20. Otro metaanálisis de 493 estudios con pacientes obesos comparó el efecto de la restricción calórica, del EF y la combinación de estos en relación a la pérdida de peso corporal total (Figura 2) y del tejido adiposo (Figura 3). En este estudio se observó que, luego de aproximadamente 15 semanas, los tres tipos de intervenciones indujeron pérdidas de 10,7 ± 0,5 kg, 2,9 ± 0,4 kg y 11,0 ± 0,6 kg en el peso corporal, con un tamaño del efecto de 5,1 ± 0,5, 2,1 ± 0,5 y 5,5 ± 0,7 (restricción calórica, EF y EF + restricción calórica, respectivamente)21. Los resultados sugieren que el EF, per se, podría tener un efecto aditivo de aproximadamente sólo 20% en relación a la pérdida inicial de peso corporal inducida por restricción calórica20. Por lo tanto, al manejo dietario debe incorporase un programas de EF para maximizar el logro de objetivos22.
Figura 2 Pérdida de peso corporal total con diferentes estrategias no farmacológicas para el tratamiento del sobrepeso/obesidad21. RC: restricción calórica; EF: entrenamiento físico; kg: kilogramos.
Figura 3 Pérdida de tejido adiposo total con diferentes estrategias no farmacológicas para el tratamiento del sobrepeso/obesidad21. RC: restricción calórica; EF: entrenamiento físico; kg: kilogramos.
Aplicación de modelos de ejercicio continuo de baja a moderada intensidad y ejercicio intermitente de alta intensidad en pacientes con sobrepeso/obesidad
Ejercicio continuo
El ejercicio continuo puede definirse como una actividad motora continua de aproximadamente 5-240 min de duración realizada a una intensidad ≤ 100% del máximo consumo de oxígeno23 y puede ser clasificado de baja, moderada o alta intensidad en función del esfuerzo aplicado y el tiempo realizado17. Este modelo de ejercicio ha sido tradicionalmente el más utilizado en el tratamiento del sobrepeso/obesidad, y ha mostrado ser efectivo en la protección cardio-metabòlica, en la elevación de la capacidad de trabajo físico24,25, en el incremento de la biogénesis mitocondrial26, expresión y traslocación de los transportadores de glucosa de tipo 4 (GLUT-4)27,28, aumentos en la sensibilidad a la insulina29, en una mejor regulación de la glicemia30 y de los lípidos en sangre31. Debido a esto, algunos consideran este modelo de ejercicio como el fármaco ideal en el tratamiento de diabetes mellitus tipo 2, síndrome metabólico e hipertensión arterial32. Sin embargo, la gran variedad de protocolos encontrados en la literatura dificulta la identificación de la intensidad y el volumen óptimo para inducir cambios significativos en el peso corporal en pacientes con sobrepeso/obesidad.
El ejercicio continuo necesita aproximadamente 50-60% más de tiempo de realización en comparación con otros modelos de ejercicio33,34. No obstante, es ampliamente utilizado en la prevención primaria de enfermedades metabólicas y cardiovasculares, con una dosis de al menos 30 min de ejercicio de moderada intensidad y una frecuencia de 5 veces por semana17. Hay estudios que proponen que este modelo de entrenamiento estaría asociado a una mayor adherencia en el tiempo35,36, sin embargo, a pesar de sus beneficios sobre diferentes factores de salud, presenta un limitado impacto sobre la disminución del peso corporal, aproximadamente 2,4% (0,3%–8,4%) en un plazo de 6 a 18 meses de aplicación del EF37,38.
Un factor a considerar en la aplicación del modelo de ejercicio continuo es la relación entre la intensidad del ejercicio y la utilización de sustratos por el musculo esquelético (Figura 4). Se ha reportado que la intensidad a la cual ocurre la máxima oxidación de grasas (MOG) en sujetos sanos no entrenados se encuentra entre 60 y 65% del VO2máx39, pero en pacientes con sobrepeso/obesidad este valor tiende a estar reducido a 45-50%40. También se ha observado que la MOG ocurre a una misma intensidad cuando se compara entre cinta rodante y cicloergómetro, pero la tasa de oxidación de grasas (e.g., gramos × minuto-1) es mayor en cinta rodante41. Se ha visto que en sujetos entrenados, la MOG está asociada a la intensidad a la que ocurre el umbral de lactato42, pero en pacientes obesos este umbral podría alcanzarse antes que la intensidad a la cual ocurre la MOG43. Esto podría ser relevante a la hora de prescribir un modelo determinado de ejercicio en pacientes con sobrepeso/obesidad, ya que esfuerzos por sobre el umbral de lactato están asociados a aumentos en la percepción subjetiva del esfuerzo44. Así, la utilización del umbral de lactato o del umbral ventilatorio1 (UV1) para prescribir ejercicio continuo podría ser una mejor estrategia para tener mayores tasas de oxidación de grasa en desmedro de los carbohidratos, ya que, como se muestra en la Figura 4, esfuerzos por debajo del umbral de lactato podrían generar una menor percepción del esfuerzo, y una menor fatiga aguda y crónica, elevando las posibilidades de generar adherencia al EF, lo cual es prioritario en las primeras etapas de intervención en el paciente con sobrepeso/ obesidad45.
Figura 4 Esquema resumen de factores relacionados con la intensidad del ejercicio, la utilización de sustratos por el musculo esquelético y la percepción subjetiva del esfuerzo en sujetos obesos y entrenados (datos no publicados de nuestro laboratorio, de Achten y Jeukendrup42, Jeukendrup y Achten75 y Lanzi y col.40,76). MOG: intensidad a la cual ocurre la máxima oxidación de grasas; — — MOG-Ob: máxima oxidación de grasas en sujetos obesos;—MOG-En: máxima oxidación de grasas en sujetos entrenados; — — UL-Ob: umbral de lactato en sujetos obesos;…..UL-En: umbral de lactato en sujetos entrenado; PSE: percepción subjetiva del esfuerzo; UV1 : umbral ventilatoro 1; mg: miligramos; kg: kilogramos; min: minuto; mmol: milimoles; L: litro; VO2 máx: consumo máximo de oxígeno.
Ejercicio intermitente de alta intensidad
El ejercicio intermitente de alta intensidad (EIAI) es una modalidad de EF que implica series de ejercicio de alta/máxima intensidad y corta duración, intercaladas con series de descanso46. Inicialmente se aplicó el EF denominado all out, basado en el test de Wingate47, con respuestas agudas en el músculo esquelético similares a las inducidas por el ejercicio continuo48. Sin embargo, las similitudes entre estos modelos de EF respecto a las respuestas adaptativas a largo plazo son menos claras.
Si bien se considera al EIAI como un modelo específico, este corresponde a una denominación general, debido a que implica protocolos heterogéneos y con diversos efectos biológicos. Se han determinado al menos 9 variables (e.g., modalidad de ejercicio; intensidad del ejercicio; intensidad de la pausa; duración del ejercicio; duración de la pausa; número de repeticiones; número de series; duración de la recuperación entre series; tipo de recuperación entre series) que podrían modificar las características del protocolo de EF y por tanto sus efectos agudos y crónicos, tanto a nivel periférico como central46.
A pesar de lo amplio y variado de su metodología, el EIAI es un modelo de ejercicio muy popular y ampliamente utilizado en la práctica del ejercicio en diferentes poblaciones49. Se han demostrado innumerables ventajas fisiológicas y funcionales, tanto en el área deportiva, como de la salud, observándose mejoras significativas en el consumo máximo de oxígeno (V02máx), elevando la capacidad física y calidad de vida50. Importantes datos clínicos muestran a este modelo de ejercicio como un método seguro y bien tolerado en pacientes en rehabilitación cardiaca, diabetes mellitus e hipertensión arterial, mejorando el V02máx, la función ventricular y la función endotelial51. Respecto a la regulación metabólica, se observa una importante mejora de la sensibilidad a la insulina, reduciendo los estados de hiperinsulinemia e hiperglicemia30. Nuestro grupo de investigación ha reportado mejoras en índices de resistencia a la insulina, dislipidemia y presión arterial inducidos por 8 y 12 semanas de EIAI en mujeres con sobrepeso/obesidad52,53, siendo hoy considerado una importante herramienta primaria y secundaria en el combate contra las enfermedades no transmisibles.
Sin embargo, similar al ejercicio continuo, el EIAI induce limitados efectos sobre la pérdida de peso corporal y tejido adiposo, Clark JE (2015) en un metaanálisis de 66 estudios en población adulta publicados recientemente, señala que este modelo de ejercicio genera un tamaño del efecto incierto: 0,20 (–0,38,0,78), cuando es utilizado en forma aislado37,48,51.
En relación a la utilización de sustratos y las vías moleculares que regulan este proceso, se ha mostrado que el ejercicio intermitente de alta intensidad activa la proteína quinasa activada por AMP (AMPK), con un efecto mayor al del ejercicio continuo de intensidad baja-moderada58. También se ha observado una mayor actividad de AMPK posterior a ejercicio intermitente en comparación con el ejercicio continuo, generando una mayor inhibición de la enzima acetil-coA carboxilasa59, lo que favorecería el ingreso de los ácidos grasos a la mitocondria para su posterior oxidación. Sin embargo, debido a las altas demandas energéticas del ejercicio intermitente, la tasa a la cual se requiere energía no permite una elevada utilización de ácidos grasos como principal fuente de energía durante la sesión de ejercicio60. Además, si bien se ha observado que en algunos sujetos más entrenados, estos son capaces de oxidar más ácidos grasos durante ejercicio intermitente, la magnitud de esto y la utilización neta de este sustrato es mínima en comparación a la oxidación de carbohidratos61.
Finalmente, el tiempo en el cual los pacientes con sobrepeso/obesidad son capaces de mantener una práctica continua de EF y una vida activa son un pilar fundamental en el logro de objetivos como la pérdida de peso corporal, sin embargo, esta población en general presenta una baja adherencia a los programas de EF36,45,62. La adherencia a los protocolos de EIAI orientados a la salud pública, especialmente los denominados all out, son actualmente lugar de un amplio debate, y la adherencia a este tipo ejercicio en esta población ha sido cuestionada debido a la elevada percepción del esfuerzo, en comparación con los protocolos de ejercicio continuo de intensidad baja-moderada, lo cual podría disminuir la posibilidad de generar hábitos de vida activa en esta población36,45. No obstante, considerando los beneficios que genera el EIAI y debido a que es un modelo tiempo-eficiente, con una adecuada progresión y adaptación a las cargas de entrenamiento, podría ser complementario a utilizar en los programas de atención primaria y secundaria para pacientes con sobrepeso/obesidad.
Ejercicio de sobrecarga muscular y su valor en la disminución del peso corporal en población con sobrepeso/obesidad
La prescripción del ejercicio de sobrecarga muscular no es sencilla e involucra múltiples va riables que pueden modificar sustancialmente las respuestas y adaptaciones inducidas por este. La respuesta individual a los estímulos aplicados generan una heterogeneidad amplia en los resultados de protocolos aplicados, por lo que al prescribir el ejercicio de sobrecarga muscular se deben tener en cuenta múltiples variables tales como63: intensidad (e.g., porcentaje de una repetición máxima); número de repeticiones; número y orden de ejercicios; series por ejercicio; número de repeticiones por serie; pausas entre series y ejercicios; tipo de contracción muscular (e.g., excéntrica, concéntrica, isométrica); velocidad de ejecución del movimiento (e.g., rápida, intermedia, lenta); medio de entrenamiento (e.g., máquinas, pesos libres, elásticos, superficies inestables, equipos de suspensión); modalidad (e.g., estacionario, circuito); y la frecuencia con que serán aplicados los estímulos.
Durante la aplicación de restricción calórica en sujetos con sobrepeso/obesidad suele ocurrir una disminución importante del gasto metabólico de reposo y de la masa libre de grasa, especialmente en las primeras fases de los programas de tratamiento64. Este efecto es contrarrestado con programas de ejercicio de sobrecarga muscular, los cuales estimulan el aumento/mantención de la masa muscular y potencialmente contribuyen a un balance energético negativo65,66. Esto último podría traducirse en una disminución del tejido adiposo y del peso corporal total65, además de promover importantes adaptaciones funcionales como aumentos en la fuerza y potencia muscular67, y adaptaciones metabólicas, como un aumento en la sensibilidad a la insulina68,69.
Sin embargo, los posibles beneficios de pérdida de peso corporal de los ejercicios de sobrecarga muscular son limitados y poco alentadores. Al parecer, este modelo de ejercicio no tiene ventajas sobre otros modelos mencionados anteriormente en los resultados de pérdida de peso corporal70. No obstante, sin considerar el impacto sobre el peso corporal total, los programas de sobrecarga muscular aplicados en pacientes con sobrepeso/ obesidad pueden inducir modificaciones significativas en la composición corporal71, la cual refleja la distribución de los diferentes compartimentos de grasa y libres de grasa en el organismo, siendo el músculo esquelético un componente esencial de este último72. La masa muscular esquelética comprende entre 40 y 50% de la masa corporal total, y entre sus principales funciones se encuentran sustentar las actividades de la vida diaria y la regulación metabólica del organismo, siendo responsable hasta ~80% de la captación de glucosa inducida por insulina73. Por tanto, la mantención de la masa y función muscular protege contra enfermedades metabólicas como resistencia a la insulina, diabetes mellitus tipo 2, síndrome metabólico y dislipidemias74. Así, se ha observado que los programas de ejercicios de sobrecarga muscular realizados 3-4 veces por semana, con 2-3 series de 6-10 repeticiones, a una intensidad ≥ 75% de una repetición máxima y con pausas entre series de 60-90 segundos, generan mejores resultados en la mantención o aumento de la masa muscular en pacientes con sobrepeso/obesidad37.
Considerando el impacto que tiene este modelo de ejercicio sobre la masa muscular (y por consecuencia en sensibilidad a la insulina), en el gasto metabólico de reposo, en la masa corporal y en el tejido adiposo, la incorporación de ejercicios de sobrecarga en programas de tratamiento y prevención de sobrepeso/obesidad resultaría de suma importancia. Además, estos contribuyen significativamente a mejorar/mantener la fúnción muscular, lo que favorece una adecuada realización de las actividades de la vida diaria.
Conclusiones
El ejercicio físico es piedra angular en el tratamiento de pacientes con sobrepeso/obesidad, principalmente con efectos a nivel funcional, metabólico, muscular y cardiovascular. Con dosis adecuadas de ejercicio físico también se podrían favorecer principalmente cambios en la composición corporal del paciente. Sin embargo, es importante enfatizar que la evidencia científica internacional actualizada nos muestra sólo un bajo rango de efectividad de todos los modelos de EF (≤ 20%) en la pérdida de peso corporal total cuando esta modalidad terapéutica es aplicada en forma aislada.
Si el objetivo es la reducción del peso y la grasa corporal, la dieta o restricción calórica de los alimentos deben incluir uno varios modelos de ejercicio físico como terapia integral para maximizar las posibilidades de tratamiento efectivo.
La prescripción de ejercicio físico en pacientes con sobrepeso/obesidad debe considerar todos los modelos de ejercicio y sus múltiples variables biológicas y metodológicas, las cuales deben ser cuidadosamente seleccionadas en forma racional, efectiva y eficiente (e.g., de menos a más; de lo simple a lo complejo; de lo fácil a lo difícil), tomando en consideración variables interindividuales, de tolerancia y de adhesión al tratamiento, siendo esta última de especial consideración, ya que es pilar fundamental en el logro de objetivos a largo plazo en pacientes con sobrepeso/obesidad.
